1、化 学 选修 人教版新课标导学第二章 化学反应速率和化学平衡第三节 化学平衡第3课时 化学平衡常数1 新课情境呈现 2 课前新知预习 3 预习自我检测 4 课堂探究研析 5 学科核心素养 6 课堂达标验收 7 课后素养演练 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 新课情境呈现返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 在工业生产和实验室中，人们会遇到各种各样的可逆反应，如合成氨反应：N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)该反应在一定条件下不可能进行完全，即存在一定的限度。而反应限度的大小对于生产和生活实际有着直接影响。因此还需关注化学反应的限度。那么怎
2、样才能定量地描述化学反应的限度呢！化学反应中，反应物的转化程度会受到哪些因素的影响呢！返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 研究表明，可逆反应进行一段时间后，一定会达到化学平衡状态。此时，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系的组成不再随时间的延续而变化，反应达到一定的限度。在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。你知道化学平衡常数是如何测定的吗？返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 一是可用化学方法：通过化学分析方法测定反应平衡时各物质的浓度。但必须防止因测定过程中加入化学试剂而干扰了化学平衡。因此在进行化学分析之前必须
3、使化学平衡“冻结”在原来的平衡状态。二是可用物理方法：利用物质物理性质的变化测定平衡时各物质浓度的变化，如通过测定物质的折光率、导电程度、颜色、压强或容积的改变来测定物质的浓度。物理方法的优点是在测定时不会干扰或破坏体系的平衡状态。你对化学平衡常数了解多少？请让我们一起走进教材：化学平衡常数。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 课前新知预习返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 2表达式对于一般的可逆反应mA(g)npC(g)qD(g)，在一定温度下，K_。化学平衡常数1定义在_下，当一个可逆反应达到_状态时，生成物_与反应物_的比值是一个常数(简称平衡常数
4、)，用符号K表示。一定温度 化学平衡 浓度幂之积 浓度幂之积 cpCcqDcmAcnB 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 4反应物的转化率某指定反应物的转化率为 nn始100%cc始100%。3意义(1)K值越大，说明正反应进行的程度_，反应物转化率_；反之，反应物转化越_，转化率就_。一般地说，K105时，该反应进行得就基本完全了。(2)K只受_影响，与反应物或生成物的_无关。越大 越大 不完全 越小 温度 浓度变化 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 预习自我检测返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 1思考辨析：导学号 68732
5、292(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度。()(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数。()(3)平衡常数发生改变，化学平衡不一定发生改变。()(4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生移动。()返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 2下列关于平衡常数的说法正确的是 导学号 68732293()A在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度B在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值C对于放热反应，升高温度，K值增大，反应物的转化率增大D从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度解析：A项，在平衡常数表达式中，反应物、生成物的浓度均为平衡浓度；
6、B项，平衡常数与温度有关，温度改变，平衡常数随之改变；C项，对于放热反应，升高温度平衡逆向移动，K值减小，反应物转化率减小。D 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 3对于可逆反应：C(s)H2H2(g)，在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表示式正确的是 导学号 68732294()AKcCcH2OcCOcH2 BKcCOcH2cCcH2OCKcH2OcCOcH2DKcCOcH2cH2O解析：平衡常数的表达式中不包括纯液体、固体的浓度。D 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 4已知：H2(g)I2的平衡常数为K1；12H2(g)12I2的平衡常数为K2，则
7、K1、K2的关系为 导学号 68732295()AK12K2BK1K22CK112K2DK1K2解析：K1c2HIcH2cI2，K2cHIc12H2c12I2，因此K1K22。B 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 5汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)12N2(g)CO2(g)H373.4 kJmol1。在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件。下列示意图正确的是 导学号 68732296()C 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 解析：该反应为气体计量数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，
8、A项错误；同理，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，B项错误；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加氮气的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错误。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 6可逆反应 CO(g)H22(g)H2(g)在密闭容器中建立了平衡。当温度为 749 K 时，K94，问：导学号 68732297(1)当 CO 和 H2O 的起始浓度为 2 mol/L 时，CO 的转化率为多少？(2)当 CO 的起始浓度仍为 2 mol/L，H2O 的起始浓度为 6 mol/L 时，CO 的转化率为多少？返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化
9、学选修 人教版 解析：(1)设 CO 转化量为 x mol/L CO(g)H22(g)H2(g)起始(molL1)2 2 0 0转化(molL1)x x x x平衡(molL1)2x 2x x xKx22x294，解得：x1.2，CO 的转化率为：1.2 molL12 molL1 100%60%。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版(2)设 CO 的转化量为 y mol/L，CO(g)H22(g)H2(g)起始(molL1)2 6 0 0转化(molL1)y y y y平衡(molL1)2y 6y y yKy22y6y94，解得：y1.7CO 的转化率：1.7 molL12
10、molL1 100%85%。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 课堂探究研析返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 1化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关，与压强、催化剂无关。2反应物与生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看做“1”而不代入公式(联想化学反应速率一节固体和纯液体的处理)。3化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，与反应方程式的书写有关。若反应方向改变，则平衡常数改变。若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。知识点1 使用化学平衡常数应注意的问题返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化
11、学选修 人教版 例如：N23H23，其平衡常数Kc2NH3c3H2cN2 a,2NH32N2，其平衡常数KcN2c3H2c2NH31a，12N232H23，其平衡常数KcNH3c12N2c32H2a12返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 2 000 K时，反应CO(g)12O22(g)的平衡常数为K，则该温度下反应2CO2O2(g)的平衡常数K为导学号 68732298()AK B1KCK2D 1K2D 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 解析：由CO(g)12O22(g)的平衡常数为K，可知CO212O2(g)的平衡常数为1K。由表达式得：1KCOO2
12、12CO2，KCO2O2CO22，将式进行平方即得式，则K 1K2。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 变式训练1 已知在448时，反应H2(g)I2的平衡常数K1为49，则该温度下反应2(g)I2(g)平衡常数K2为_；反应12H2(g)12I2的平衡常数K3为_。导学号 687322991497 解析：第 2 个反应与第 1 个反应互为逆反应，平衡常数互为倒数关系；第 3个反应的化学计量数与第 1 个反应相比，缩小为一半，平衡常数也会发生变化，得 K3K121。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 知识点2 化学平衡常数的应用1判断反应可能进行的程度K
13、 值105反应程度很难进行反应可逆进行完全2.判断反应是否达到平衡状态对化学反应 aA(g)bcC(g)dD(g)的任意状态有浓度商：QccCcdDcaAcbB若QK，说明反应逆向进行，此时v正v逆若QK，说明反应达到平衡状态，此时v正v逆若Qv逆返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 3判断反应的热效应升高温度K值增大，正反应为吸热反应K值减小，正反应为放热反应降低温度K值增大，正反应为放热反应K值减小，正反应为吸热反应返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系
14、如下表：T()7008001000K0.61.01.7回答下列问题：导学号 68732300(1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。(2)正反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。(3)某 温 度 下，各 物 质 的 平 衡 浓 度 符 合 下 式：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为_。KcCOcH2OcCO2cH2 吸热 800 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 解析：(1)KcCOcH2OcCO2cH2(2)由表中数据可以看出T升高，K增大。所以判断出正反应为吸热反应。(3)因为c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，所以K1.0，对
15、应表中温度为800。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 变式训练2 在一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)O23(g)，开如时c(SO2)0.4 molL1，c(O2)1 molL1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K19 Lmol1。试判断：导学号 68732301(1)当SO2转化率为 50%时，该反应是否达到平衡状态？若未达到，向哪个方向进行？(2)若上述反应达到平衡状态，则SO2的平衡转化率为多少？返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 解析：2SO2(g)O23(g)起始浓度/(molL1)0.4 1 0转化浓度/(molL1)0.2
16、 0.1 0.2转化率为50%时的浓度/molL1 0.2 0.9 0.2Qc2SO3c2SO2cO20.2molL120.2molL120.9 molL11.11Lmol119 Lmol1因此，当SO2转化率为50%时，反应未达到平衡状态，反应向正反应方向进行。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版(2)设达到平衡时，SO2转化的物质的量浓度为x，则：2SO2(g)O23(g)起始浓度/(molL1)0.4 1 0转化浓度/(molL1)x 0.5x x平衡浓度/(molL1)0.4x 10.5x xKx20.4molL1x21 molL10.5x19 Lmol1解得x0.3
17、2 molL1。所以SO2的平衡转化率为0.32 molL10.4 molL1 100%80%。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 知识点3 化学平衡常数的计算1计算模式有关化学平衡的计算问题，可按下列步骤建立模式，确定关系进行计算。如可逆反应mA(g)npC(g)qD(g)，假定反应物A、B的起始加入量分别为a molL1、b molL1，达到平衡时，设A物质转化的物质的量浓度为mxmolL1。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 mA(g)npC(g)qD(g)起始量(molL1)a b 0 0变化量(molL1)mx nx px qx平衡量(molL
18、1)amx bnx px qx对于反应物：c(平)c(始)c(变)对于生成物：c(平)c(始)c(变)返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 2基本步骤确定反应物或生成物的起始加入量。确定反应过程中各物质的变化量。确定平衡时各物质的平衡量。依据题干中的条件建立等式关系进行解答。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 3有关化学平衡的计算：(1)反应物的转化率反应物转化的物质的量或质量、气体的体积反应物起始的物质的量或质量、气体的体积100%。(2)生成物的产率 实际生成产物的物质的量或质量、气体的体积理论上可得产物的物质的量或质量、气体的体积100%。返回导航第
19、二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版(3)某组分的体积分数混合物中该组分的物质的量或体积混合物的总物质的量或体积100%。如反应物A的转化率：(A)mxa 100%。反应平衡后A的百分含量amxamxbnxpxqx100%。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)H2H2(g)K0.1反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol，下列说法正确的是 导学号 68732302()A升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是
20、吸热反应B通入CO后，正反应速率逐渐增大C反应前H2S物质的量为7 molDCO的平衡转化率为80%C 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 解析：A升高温度，H2S浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，错误；B通入CO后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，错误；C根据 CO(g)H2H2(g)K0.1起始物质的量/mol 10 n 0 0变化物质的量/mol 2 2 2 2平衡物质的量/mol 8 n2 2 2设该容器的体积为V，根据K0.1，列关系式得(22)8(n2)0.1，解得n7，正确；D根据上述数据CO的平衡转化率为2 mol10 mol100%20%，错
21、误。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 变式训练3 某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)m 平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是 导学号 68732303()Am2B两次平衡的平衡常数相同CX与Y的平衡转化率之比为11D第二次平衡时，Z的浓度为0.4 molL1D 返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 解析：在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，在合并瞬间X、Y、Z的体积分数
22、不变，但单位体积内体系分子总数增多，依据勒夏特列原理，平衡应向使单位体积内分子总数减小的方向移动，但再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，则说明m13，故m2，A项正确；同一化学反应的平衡常数只与温度有关，两次平衡温度不变，平衡常数不变，B项正确；m2，则起始量X与Y物质的量之比为12，则反应过程中由方程式可知反应的X与Y物质的量之比为12，故X与Y的平衡转化率之比为11，C项正确；m2，则该反应为反应前后气体总量不变的反应，故第二次平衡时Z的物质的量为(31)10%0.4(mol)，故Z的浓度为0.4 mol2 L0.2 molL1，故D项错误。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学
23、选修 人教版 学科核心素养返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 工业制钾1807年英国化学家戴维用250对锌-铜原电池串联作为电源电解熔融的氢氧化钾得钾。但在实际工业生产中却不能用此法，因为戴维用的是铂电极，它不与熔融的金属钾作用，但实际生产中只能用石墨电极，熔融的金属钾能渗透到石墨中，侵蚀电极。工业上约于850(反应温度控制在Na的沸点和K的沸点之间)时用钠还原熔融态氯化钾的方法制备金属钾，Na(l)NaCl(l)。钾的沸点比钠低，不断地将钾的蒸气分离出去，就能使反应持续进行。用真空蒸馏法可将钾的纯度提高为99.99%。由于钾比钠贵，在一般情况下都用钠代替钾。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 把熔融的氯化钾导入不锈钢的分馏塔中部，分馏塔底层是铁釜，放着钠。当钠的蒸气上升到分馏塔中，跟氯化钾反应，钾蒸气从塔顶逸出，冷凝后的金属钾含有质量分数约为百分之一的金属钠。再经过分馏精制可以制得纯度达百分之九十九的金属钾。返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 课堂达标验收返回导航第二章 化学反应速率和化学平衡化学选修 人教版 课后素养演练
